JP2006078691A - 画像記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 回転体位相差設定手段18−1−1は、複数個のカラー画像形成部(21K、21Y、21M、21C)がそれぞれ有する回転体の回転位相を個々に設定し、位置ずれ検出手段18−1−2は、相対位相差を設定した一対のカラー画像形成部(例えば21Kと21Y)の間で複数の位置での印刷位置ずれ値を検出し、位置ずれ記憶手段18−1−3に複数の位置での位置ずれ検出値を記憶させ、印刷位置補正手段18−1−4は、複数の位置での印刷位置ずれ値の変動が最小になる相対位相差を変動最適値として判定し、該相対位相差を該変動最適値に補正する。
【選択図】 図1
Description
この特許文献1では、感光ドラムの偏心方向にマーキングを施し、そのマークを検出する手段と、マークの検出位置に対応して感光ドラムの回転位相を調節する手段とを備えることで、周期的な色ずれを各色彩間で同期させることによって色ずれを軽減させている。
しかし、上記技術では、感光ドラムの偏心方向を製造時等、前もって測定しておく必要がありコストアップの大きな要因になる。更に、その実施には複雑な数式に基づいた計算等かなりの難しさが伴う。
続いて、画像形成部Kの感光ドラムを回転させて両感光ドラムの回転位相差を例えば240度に設定し、上記0度と同様に5個の印刷位置ずれ検出パターン毎の印刷位置ずれ値が検出される。
次に、画像形成部Kを固定し、画像形成部Yの感光ドラムを回転させて両感光ドラムの回転位相差が上記変動最適値に設定される。
画像形成部K(ブラック)と画像形成部M(マゼンタ)の間、及び画像形成部K(ブラック)と画像形成部C(シアン)の間についても同様に実行される。
図1より、本発明の制御系統は、ホストインタフェース部1と、コマンド/画像処理部2と、LEDヘッドインタフェース部3と、高圧制御部4と、CH発生部5と、DB発生部6と、TR発生部7と、ホッピングモータ8と、レジストモータ9と、ベルトモータ10と、ヒータモータ11と、ドラム駆動モータ(K、Y、M、C)12と、センサ13と、サーミスタ14と、環境温度センサ15と、色ずれ検出センサ16と、ヒータ17と、画像形成部21K、21Y、21M、21Cと、LEDヘッド3K、3Y、3M、3Cと、機構制御部18とを備える。
図2は、印字機構部の主要部横断面図である。
図に示すように、印字機構部には、4個の画像形成部21K、21Y、21M、21Cが、記録媒体の挿入側から排出側へ向かう搬送路にそって配置される。ここでK、Y、M、Cは、それぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色彩を表すこととする(以後同様に記す。)。この内部には、帯電ローラ22K、22Y、22M、22Cによって、その表面が、一様に帯電される感光ドラム23K、23Y、23M、23Cが含まれている。この表面に、LEDヘッド3K、3Y、3M、3Cによって画像データに従う静電潜像が形成される。
以上説明した工程中での記録媒体の位置を検出するために位置センサ13−1、13−2、13−3、13−4が所定の場所に配置されている。
以上で印字機構部の概要について説明を終了し、図1に戻って本発明の制御系統について詳細に説明する。
コマンド/画像処理部2は、外部装置から受け入れた印刷ジョブを解析し、編集し、展開し、ビットマップデータと各種の制御指示を出力する部分である。
LEDヘッドインタフェース部3は、コマンド/画像処理部2が出力する1ライン分のビットマップデータをLEDヘッド3K、3Y、3M、3Cへ送出する部分である。
CH発生部5は、高圧制御部4の制御に基づいて画像形成部21K、21Y、21M、21Cにチャージ電圧(CH)を供給する部分である。このチャージ電圧(CH)は、帯電ローラ22K、22Y、22M、22C(図2)に印加される。
TR発生部7は、高圧制御部4の制御に基づいて画像形成部21K、21Y、21M、21Cに転写電圧(TR)を供給する部分である。この転写電圧(TR)は、転写ローラ28K、28Y、28M、28C(図2)に印加される。
レジストモータ9は、機構制御部18の制御に基づいてレジストローラ38(図2)を駆動するモータである。
ヒータモータ11は、機構制御部18の制御に基づいてヒートローラ41(図2)を駆動するモータである。
ドラム駆動モータ(K、Y、M、C)12は、機構制御部18の制御に基づいて感光ドラム23K、23Y、23M、23C(図2)を駆動するモータである。
サーミスタ14は、ヒートローラ41(図2)の定着温度を検出する温度センサである。この検出温度は機構制御部18へ送られる。
環境温度センサ15は、装置内部の温度を検出するセンサである。
(a)は、印刷位置ずれの基準となるKのパターンが示され、(b)には、後に続くYのパターンが示されている(M、Cとも同様)。
(a)に示すKのパターンは、副走査方向に垂直に5ドット幅(一例)の縞状のパターンが、それぞれ5ドット間隔で4本(一例)引かれたものである。4本の縞状パターンを1ブロックとして副走査方向に一定の間隔aを開けて9ブロック(一例)が直線状に配列される。
画像形成部21Kと画像形成部21Yとによって上記KのパターンとYのパターンがタンデム状に印刷された場合のパターンの構成図である。
即ち、ベルト走行方向最上流(第一ブロック)では、Kのパターンが先行し、ベルト走行方向最下流(第九ブロック)では、Yのパターンが先行しており、第5ブロック(中心となるブロック)では、KのパターンとYのパターンが一致している。従って、光反射率の最も高い搬送ベルトが直接表面に現れている面積が他の全てのブロックに比較して大きくなる。
即ち、ベルト走行方向最上流(第一ブロック)では、Kのパターンが先行し、ベルト走行方向最下流(第九ブロック)では、Yのパターンが先行している。そして第3ブロックでKのパターンとYのパターンが一致している。
以下、画像形成部21Kと画像形成部21Mの間の相対的な位置ずれ、及び、画像形成部21Kと画像形成部21Cの間の相対的な位置ずれ値も同様にして検出される。
機構制御部18は、以上説明した制御系統全体を制御する部分であり、以下の内部構成を有する。
図5は、機構制御部の内部構成図である。
図に示すように、機構制御部18は、CPU(中央演算制御装置)18−1と、制御手段を実行するための制御プログラムを格納するプログラムROM18−2と、制御手段を実行するために必要なデータ等を記憶するメモリ18−3、と、上記制御系統をK、Y、M、Cの4系統に分割するカスタムLSI18−4とを有する。
回転体位相差設定手段18−1−1は、画像形成部21Kと、画像形成部21Yと、画像形成部21Mと、画像形成部21Cとが、それぞれ有する回転体の回転位相を個々に設定する制御手段である。
以上説明した制御系統によって本発明の画像記録装置は以下のように動作する。
(a)は、初期状態に於いて、KのパターンとYのパターンとがタンデム状に印刷された場合の位置ずれ値を表す図であり、(b)は、感光ドラム23K(図2)の回転位相が、感光ドラム23Y(図2)よりも120度進んだ状態、即ち、感光ドラム23K(図2)を印刷時と同じ方向へ120度回転させた後、KのパターンとYのパターンとがタンデム状に印刷された場合の位置ずれ値を表す図であり、(c)は、感光ドラム23K(図2)の回転位相が、感光ドラム23Y(図2)より240度進んだ状態、即ち、感光ドラム23K(図2)を印刷時と同じ方向へ240度回転させた後、KのパターンとYのパターンとがタンデム状に印刷された場合の位置ずれ値を表す図である。
上記位置ずれ検出手段18−1−2(図1)及び位置ずれ記憶手段18−1−3(図1)が終了すると、搬送ベルト29(図2)上に印刷されたKのパターンとYのパターンは、クリーニングブレード33(図2)によって搬送ベルト29(図2)から除去され廃トナータンク34に収納される。
図(b)より、感光ドラム23K(図2)と感光ドラム23Y(図2)との相対位相差が120度に於いて、最初のパターンでは第4ブロックが、2番目のパターンでは第6ブロックが、3番目のパターンでは第4ブロックが、4番目のパターンでは第5ブロックが、5番目のパターンでは第6ブロックが、それぞれ色ずれ検出センサ16(図5)の最大出力位置になる。
又、搬送ベルト29(図2)上に印刷されたKのパターンとYのパターンは、クリーニングブレード33(図2)によって搬送ベルト29(図2)から除去され廃トナータンク34に収納される。
図(c)より、感光ドラム23K(図2)と感光ドラム23Y(図2)との相対位相差が240度に於いて、最初のパターンでは第7ブロックが、2番目のパターンでは第5ブロックが、3番目のパターンでは第3ブロックが、4番目のパターンでは第8ブロックが、5番目のパターンでは第2ブロックが、それぞれ色ずれ検出センサ16(図5)の最大出力位置になる。
又、搬送ベルト29(図2)上に印刷されたKのパターンとYのパターンは、クリーニングブレード33(図2)によって搬送ベルト29(図2)から除去され廃トナータンク34に収納される。
又、相対位相差120度(画像形成部Kが進んだ状態)に於ける画像形成部21Kと、画像形成部21Yとの印刷位置ずれ値の変動は(−1、+1、−1、0、+1)である。
更に、相対位相差240度(画像形成部Kが進んだ状態)に於ける画像形成部21Kと、画像形成部21Yとの印刷位置ずれ変動の検出値は(+2、0、−2、+3、−3)である。
この判定方法では、カッコ内5個の検出値の標準偏差が最も小さいセットを最適値と判定しても良いし、あるいは又、カッコ内5個の検出値の最大値と最小値の差が最小なセットを最適値と判定しても良い。
上記図6の結果からは、いずれの方法によっても相対位相差120度(画像形成部Kが進んだ状態)に於ける画像形成部21Kと、画像形成部21Yとの印刷位置ずれ変動が最適値であると判断される。
上記、感光ドラム23K(図2)が、感光ドラム23Y(図2)より120度回転位相角が進んだ状態は、感光ドラム23Kと感光ドラムY23Y(図2)の相対位相差を初期状態に戻して固定し、搬送ベルト29(図2)が停止した状態から機構制御部18(図5)は、ドラム駆動モータ12Y(図5)を駆動し、感光ドラム2Y(図1)のみ360−120=240度、通常印刷時と同じ方向へ回転させることによって得られる。
更に、画像形成部21Kと、画像形成部21Cとの印刷位置ずれ変動の最適値を求め、画像形成部21Kを固定して画像形成部21Cを回転させて画像形成部21Mの印刷位置ずれ調整を行う。
尚、上記説明では、回転体位相差設定手順が設定出来る回転位相差を120度と240度に限定し、初期位相を含めて変更回数を3回に限定して説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。即ち、位相をずらせる量は120度以内であれば何度でもよく、又変更回数も3回以上であれば何回でも良い。より細かく角度を変えながら印刷位置ずれを検出することによって、より高精度な制御が実現可能になる。
しかし、周期的な位置ずれは、感光ドラム23K、23Y、23M、23C(図2)の偏心によって発生する場合のみではない。
横軸に印刷媒体搬送方向の印刷位置を表し、縦軸に副搬送方向印刷位置ずれを表している。曲線Aは、感光ドラムの位置ずれ特性を表し、曲線Bは、アイドルギアの位置ずれ特性を表している。曲線Cは、感光ドラムの位置ずれとアイドルギアの位置ずれとを合成した特性を表している。
ここでは画像形成部21K(図2)のみについて説明する。
図8に示すように、感光ドラム23Kを駆動するための回転力は、ドラム駆動モータ12Kから、このドラム駆動モータ12Kの回転軸に軸止されているドラムモータギア12Kaと、このドラムモータギア12Kaに歯合するアイドルギア51Kと、このアイドルギア51Kの回転軸に軸止されている減速ギア51Kaと、感光ドラム23Kに軸止されている感光ドラムギア23Kaを介して感光ドラム23Kへ伝動される。画像形成部21Y(図2)、画像形成部21M(図2)、画像形成部21C(図2)についても、画像形成部21K(図2)と全く同様なので説明を省略する。
以下にその動作について説明する。
感光ドラムの位相最適化では、アイドルギアの各色間の相対位相差を変化させないで、感光ドラムのみについての相対位相差の検出及び最適化を行う。この目的を達成するために、ドラムとギアの解離手段52(K、Y、M、C)(図8)を用いて、感光ドラムギア23(Ka、Ya、Ma、Ca)(図8)と減速ギア51(Ka、Ya、Ma、Ca)(図8)とを解離する。
最初に全ての感光ドラム(23K、23Y、23M、23C)(図2)と、搬送ベルト29(図2)とを停止した状態にする。更に画像形成部21Yに於いて、ドラムギア/アイドルギア解離手段52Y(図8)を図中上方へ移動させて、感光ドラムギア23Ya(図8)と減速ギア51Ya(図8)との歯合を解く。
機構制御部18(図1)が、印刷位置補正手段18−1−4(図1)によって印刷位置補正制御を開始すると、画像形成部21K(図2)は、搬送ベルト29(図2)上に図3(a)に示すKのパターンを印刷する。このKのパターンは、相互に所定の間隔を開けて5個連続して印刷される。この所定の間隔は、アイドルギア51K(図2)の周長の2倍の長さの中にKのパターンが5個、均等間隔で印刷されるように設定される。以下実施例1の動作と全く同様にして初期状態に於ける画像形成部21Kと、画像形成部21Yとの印刷位置ずれ値の変動が求められる。
最初に全ての感光ドラム(23K、23Y、23M、23C)(図2)と、搬送ベルト29(図2)とを停止した状態にする。更に画像形成部21Yに於いて、ドラムギア/アイドルギア解離手段52Y(図8)を図中上方へ移動させて、感光ドラムギア23Ya(図8)と減速ギア51Ya(図8)との歯合を解く。
尚、上記説明では、回転体位相差設定手順が設定出来る回転位相差を所定の角度に限定し、初期位相を含めて変更回数を3回に限定して説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。
図に示すように実施例2の変形例では、感光ドラムギア23(Ka、Ya、Ma、Ca)の歯数と、減速ギア51(Ka、Ya、Ma、Ca)の歯数とを等しく構成する。こうすることによって感光ドラム23(K、Y、M、C)の回転位相の絶対値と、アイドルギア51(K、Y、M、C)の回転位相の絶対値が等しくなる。その結果感光ドラム23(K、Y、M、C)とアイドルギア51(K、Y、M、C)とを合成した位置ずれ特性が複雑な変動を表す、という不都合を取り除くことが出来る。
更に、アイドルギアから感光ドラムへの回転力伝達のギア比を1対1に設定することによって感光ドラムの回転位相の絶対値と、アイドルギアの回転位相の絶対値とが等しくなるため、感光ドラムの偏心による周期的な印刷位置ずれとアイドルギアの偏心による周期的な印刷位置ずれとを、一緒に補正することが出来るという効果を得る。
ここでは画像形成部21K(図2)のみについて説明する。
ホームポジションマーク55Kは、感光ドラムの端部(回転平面)に付着され回転角度のホームポジション(基準位置)を設定するマークである。このマークは、光線を反射させうるもの、例えば、金属皮膜、あるいはガラス片などから構成される。
ホームポジション検出センサ56Kは、装置内部の固定部分に配置されて、感光ドラムと共に回転するホームポジションマーク55Kに所定の位置(基準位置)で光線を照射し、その反射光を受光する光検出センサである。
他の構成要素は、実施例1と全く同様なので説明を省略し、動作のみについて説明する。
画像記録装置を新規購入して最初に使用する場合、あるいは又、所定の回転部品交換後最初に使用する場合等以後の制御の基準となる制御を第1回目の制御とし、この後に続く制御を第2回目の制御、第3回目の制御・・・・と定める。
尚、上記実施例1と実施例2では、2つの感光ドラムの相対位相差を主に用いて説明したが、本実施例では、ホームポジションマーク55K、55Y、55M、55Cを設けることによって各感光ドラム毎に回転の基準位置が明確になったので絶対位相を主に用いて説明する。ここで絶対位相とは、各感光ドラム毎にホームポジションマーク55K、55Y、55M、55Cからの回転位相を言う。
続いて、回転体位相差設定手段18−1−1(図1)によって、画像形成部21K(図1)の感光ドラム23K(図2)の絶対位相を更に120度回転させる。この状態は感光ドラム23K(図2)と感光ドラム23Y(図2)の相対位相差が240度(画像形成部Kが進んだ状態)に設定された状態である。上記0度の場合と同様に5個の印刷位置ずれ検出パターン毎の印刷位置ずれ値が検出される。
次に、機構制御部18(図1)は、実施例1と同様にして両感光ドラムの相対位相差を上記変動最適値に設定する。ここでは、相対位相差が0度なので画像形成部21K(図1)の感光ドラム23K(図2)を初期状態に戻すのみで画像形成部21Y(図1)の感光ドラムを回転させる必要はない。
同様に画像形成部21K(図1)と画像形成部21C(図1)の間での変動最適値を240度と仮定し、このときの5個の検出パターンの位置ずれ値変動を(αc1、βc1、γc1、δc1、εc1)と仮定する。次に、機構制御部18(図1)は、実施例1と同様にして両感光ドラムの相対位相差を上記変動最適値に設定する。
機構制御部18(図1)は、印刷位置補正手段18−1−4(図1)によって、第2回目の印刷位置補正制御を開始する。最初に画像形成部21K(図1)と画像形成部21Y(図1)双方の感光ドラムの絶対位相を0度(初期状態)に設定する。機構制御部18(図1)は、メモリ18−3(図5)から前回の制御データを読み出して、画像形成部21K(図1)の感光ドラム23K(図2)の基準位相を絶対位相30度に設定する。
続いて、回転体位相差設定手段18−1−1(図1)によって感光ドラム23Y(図2)を更に120度回転させて感光ドラム23Kの絶対位相を240度+30度に設定する。この状態は、感光ドラム23K(図2)と感光ドラム23Y(図2)との相対位相差が240度の状態である。上記0度と同様に5個の印刷位置ずれ検出パターン毎の印刷位置ずれ値が検出される。
(αy2、βy2、γy2、δy2、εy2)と仮定する。
2 コマンド/画像処理部
3 LEDインタフェース部
4 高圧制御部
5 CH発生部
6 DB発生部
7 TR発生部
8 ホッピングモータ
9 レジストモータ
10 ベルトモータ
11 ヒータモータ
12 ドラム駆動モータ(K、Y、M、C、K)
13−1 センサ
13−2 センサ
13−3 センサ
13−4 センサ
14 サーミスタ
15 環境温度センサ
16 色ずれ検出センサ
17 ヒータ
18 機構制御部
18−1−1 回転体位相差設定手段
18−1−2 位置ずれ検出手段
18−3 位置ずれ記憶手段
18−4 印刷位置補正手段
21K、21Y、21M、21C 画像形成部
3K、3Y、3M、3C LEDヘッド
Claims (9)
- 少なくとも2つの画像形成手段を持つ画像記録装置であって、
回転体1を持つ第1の画像形成手段と、
回転体2を持つ第2の画像形成手段と、
前記回転体1の第1駆動源と、
前記回転体2の第2駆動源と、
前記第1駆動源又は、前記第2駆動源を制御し、前記回転体1と前記回転体2との回転位相差を変更する位相差変更部と、
前記回転体1と前記回転体2との回転ムラの位相差を検出する検出部と、
前記回転の位相差に対応する回転ムラの位相差を記憶する記憶部と、
前記位相差変更部により複数の回転体の位相差を設定して回転ムラの位相差を検出し、回転ムラの位相差が小さい回転体の位相差を決定する位相差決定部を持つことを特徴とする画像記録装置。 - 前記複数の回転体の位相差は120度以下の間隔であることを特徴とする請求項1に記載の画像記録装置。
- 複数個のカラー画像形成手段を含む画像記録装置であって、
前記複数個のカラー画像形成手段がそれぞれ有する回転体の回転位相を個々に設定可能な回転体位相差設定手段と、
前記回転体位相差設定手段が所定の相対位相差を設定した一対の前記カラー画像形成手段が所定の記録媒体上に形成した位置ずれ検出パターンから該一対のカラー画像形成手段の間で複数の位置での印刷位置ずれ値を検出する位置ずれ検出手段と、
前記位置ずれ検出手段が検出した前記複数の位置での位置ずれ検出値を記憶する位置ずれ記憶手段と、
前記一対のカラー画像形成手段の前記所定の相対位相差を前記回転体位相差設定手段に複数回変更させ、前記位置ずれ検出手段に前記複数回変更毎に複数の位置での印刷位置ずれ値を検出させ、前記記憶手段に記憶される前記複数回変更毎の位置ずれ検出値から前記複数の位置での印刷位置ずれ値の変動が最小になる相対位相差を変動最適値として判定し、前記相対位相差を該変動最適値に補正する印刷位置補正手段とを備えることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項3に記載の画像記録装置に於いて、
前記印刷位置補正手段は、
前記一対のカラー画像形成手段の一方のカラー画像形成手段を基準カラー画像形成手段として固定し、他のカラー画像形成手段を変更して組み合わせた複数の対について、各対毎に前記変動最適値を判定し、前記相対位相差を前記変動最適値に補正する手段であることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項3又は請求項4に記載の画像記録装置に於いて、
前記印刷位置補正手段は、
前記複数回変更後の相対位相差が、最初の相対位相差と一致するように前記回転体位相差設定手段に前記回転体の相対位相差を設定させることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項3から請求項5の何れか1項に記載の画像記録装置に於いて、
前記回転体位相差設定手段が設定可能な相対位相差は、
感光ドラム、及び該感光ドラムに駆動モータから回転力を伝達するアイドルギアの少なくとも一方の相対位相差であることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項6に記載の画像記録装置に於いて、
前記アイドルギアから前記感光ドラムへの回転力の伝達を解離するドラムギア/アイドルギア解離手段を更に備え、
前記回転体位相差設定手段は、
前記感光ドラムの回転位相を固定し、前記アイドルギアの回転位相のみを設定可能であることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項6に記載の画像記録装置に於いて、
前記アイドルギアから前記感光ドラムへの回転力伝達のギア比は1対1であることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項4に記載の画像記録装置に於いて、
前記カラー画像形成手段の各々に感光ドラムの初期回転位相を特定する初期回転位相特定手段と、
前記基準カラー画像形成手段の前記初期回転位相に対する位相差を変更し、該変更毎に前記判定した前記変動最適値及び該変動最適値に於ける印刷位置ずれ値との履歴を記憶する記憶部とを更に備え、
前記印刷位置補正手段は、前記変更毎に前記履歴を含めて前記印刷位置ずれ値の変動が最小になる前記相対位相差を変動最適値に設定することを特徴とする画像記録装置。
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2004
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